JPH1092719A - レジスト処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、処理液の脱気処理において真空系に
混入した処理液を効率良く除去して、良好に処理液の脱
気処理を行うことができるレジスト処理装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】被処理体にレジスト処理を施す装置であっ
て、処理液を収容する処理液収容部材と、前記処理液を
前記被処理体上に供給する処理液供給手段と、前記処理
液収容部材と前記処理液供給手段との間の処理液供給経
路に設けられ、前記処理液に脱気処理を施す脱気手段と
を具備し、前記脱気手段は、前記処理液に脱気処理を施
す際に漏洩した処理液を収容するトラップタンクを含む
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や液晶
表示装置の製造プロセスにおいて使用されるレジスト処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】半導体装置や液晶表示装
置の製造プロセスにおいては、被処理体である半導体ウ
エハやＬＣＤ（Liquid Crystal display）基板上に配線
パターンを形成する際にレジスト処理を施す。このレジ
スト処理は、レジスト液や現像液等の処理液を収容した
容器内にＮ₂ ガス等の圧送ガスを吹き込んで、その圧送
力により処理液を供給経路に通して、ノズル等の処理液
供給手段から被処理体上に処理液を供給することにより
行う。

【０００３】レジスト処理において、処理むらを防止す
るために、被処理体全面に短時間で処理液を供給するに
は、処理液の圧送圧を上げて、処理液供給手段からの処
理液の吐出量を増加させる必要がある。このように処理
液の圧送圧を上げると、圧送ガスが処理液に溶け込んで
処理液に気泡が発生したり、処理液が気体成分を巻き込
んだりする。気泡等の気体成分を含む処理液を用いてレ
ジスト処理を行うと、気体成分に起因する処理むら等の
欠陥が発生する。

【０００４】このため、従来から上記気体成分を除去す
るために、処理液に脱気処理を施すことがなされてい
る。通常脱気処理は、減圧手段を用いて処理液から気体
成分を除去することにより行われる。

【０００５】脱気処理においては、処理液から気体成分
を除去する際に処理液自身が真空系に混入してしまい、
ラインの汚染等を引き起こすという問題が生じる。この
ため、脱気処理において真空系に混入する処理液を効率
良く除去する必要がある。しかしながら、現在では、脱
気処理において真空系に混入する処理液を効率良く除去
する方策は採られていない。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、処理液の脱気処理において真空系に混入した処理
液を効率良く除去して、良好に処理液の脱気処理を行う
ことができるレジスト処理装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被処理体にレ
ジスト処理を施す装置であって、処理液を収容する処理
液収容部材と、前記処理液を前記被処理体上に供給する
処理液供給手段と、前記処理液収容部材と前記処理液供
給手段との間の処理液供給経路に設けられ、前記処理液
に脱気処理を施す脱気手段とを具備し、前記脱気手段
は、前記処理液に脱気処理を施す際に漏洩した処理液を
収容するトラップタンクを含むことを特徴とするレジス
ト処理装置を提供する。

【０００８】本発明において、脱気手段の減圧手段は、
別ラインに流体を通流させ、その流れを利用して減圧さ
せるエジェクタ方式を用いた手段や真空ポンプであるこ
とが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。本発明のレジスト処理装
置について説明する。なお、ここでは、レジスト処理装
置が現像処理装置である場合について説明する。

【００１０】図１は本発明にかかる現像処理装置の一例
を示す模式図である。図１中１は処理液収容部材である
タンクを示す。タンク１には現像液２が貯留されてお
り、タンク１には、例えば窒素ガス等の圧送ガスを貯蔵
したガスボンベ３が配管４を介して接続されている。ま
た、タンク１内の現像液２には、配管５の端部が浸漬さ
れおり、配管５の途中には、中間タンク６が設けられて
いる。そして、タンク１内の現像液２は、ガスボンベ３
内の圧送ガス、例えば窒素ガスが配管４を介してタンク
１に供給されることにより、配管５を通って現像液供給
手段であるノズル１２に向けて圧送される。ここで、現
像液２を圧送する圧送ガスの圧力は、圧送ガスの現像液
への溶解を考慮すると、０．５〜３ｋｇ／ｃｍ² である
ことが好ましい。

【００１１】中間タンク６の下流側で配管５は配管５ａ
と配管５ｂとに分かれ、各配管には、ノズル１２に至る
までに、それぞれフローメーター７ａ，７ｂ、フィルタ
ー８ａ，８ｂ、ウォータージャケット９ａ，９ｂ、現像
液脱気装置１０ａ，１０ｂ、およびエアオペレションバ
ルブ１１ａ，１１ｂ、が順に設けられており、ノズル１
２には、これら２つの配管を介して２カ所から現像液２
が導入される。

【００１２】フィルター８ａ，８ｂは、あまり後段であ
ると、すなわちノズル１２に近いと、その脈動によりノ
ズル１２において現像液の液だれが起こるので、できる
だけ前段に位置することが好ましい。また、ウォーター
ジャケット９ａ，９ｂの位置と現像液脱気装置１０ａ，
１０ｂの位置とが逆であっても良い。また、現像液脱気
装置１０ａ，１０ｂには、図示しないコントローラが接
続されており、現像液中の気体成分を充分に除去すると
共に、処理液の濃度が大きく変化しないような条件に制
御可能になっている。

【００１３】一方、現像部１３は、基板、例えば半導体
ウエハＷを吸着保持するチャック１４と、チャック１４
を回転させるモータ１５と、チャック１４に保持された
半導体ウエハＷを囲繞するカップ１６とを備えている。

【００１４】上記中間タンク６の外側には、例えば静電
容量センサからなるリミットセンサ６ａおよびエンプテ
ィセンサ６ｂが設けられており、これらからの信号が図
示しないコントローラに出力され、現像液の液面の位置
が制御される。そして、配管５ａ，５ｂを通流する現像
液２は、フローメーター７ａ，７ｂにより流量が制御さ
れ、さらにフィルター８ａ，８ｂにより不純物等が除去
される。また、ウォータージャケット９ａ，９ｂには温
度調節された水が循環され、これにより配管５ａ，５ｂ
を通流する現像液２の温度が制御される。温度制御され
た現像液２は、現像液脱気装置１０ａ，１０ｂにおい
て、現像液中の気体成分を充分に除去すると共に、処理
液の濃度が大きく変化しないような条件で脱気処理が施
される。このようにして処理された現像液２はノズル１
２に送られ、ノズル１２からチャック１４上の被処理体
である半導体ウエハＷ上に供給されて現像処理が行われ
る。

【００１５】次に、現像液脱気装置１０ａ，１０ｂの真
空系について説明する。この真空系は、図２に示すよう
に、脱気処理の際に漏洩した現像液を収容するトラップ
タンク２１と、減圧手段であるエジェクタ２２とから主
に構成されている。トラップタンク２１には、収容した
現像液を液面を検知するセンサ２３が取り付けられてい
る。

【００１６】トラップタンク２１とエジェクタ２２との
間には、トラップタンク２１側からストップバルブ２
４、ソレノイドバルブ２５が順次設けられている。エジ
ェクタ２２は、別ラインで流体、例えばエアを通流さ
せ、その流れを利用して減圧するものであり、その別ラ
インには、エアの流速を調節するレギュレータ２６およ
びソレノイドバルブ２７が設けられている。また、レギ
ュレータ２６とソレノイドバルブ２７との間には、ゲー
ジ２８が取り付けられている。

【００１７】また、現像液脱気装置１０ａ，１０ｂに
は、バキュームスイッチ２９が取り付けられている。こ
のバキュームスイッチ２９には、ゲージが取り付けられ
ている。

【００１８】上記構成を有する真空系において現像液の
脱気処理を行う場合、以下の操作を行う。 （１）ソレノイドバルブ２５は通常状態で開いておく。
この状態でソレノイドバルブ２７を開くと、エアの供給
によりエジェクタ２２が駆動し、現像液脱気装置１０
ａ，１０ｂの減圧が開始する。この減圧は、バキューム
スイッチ２９のゲージで上限（例えば−７６０ｍｍＨ
ｇ）に至るまで行う。 （２）減圧が上限に到達したときに、ソレノイドバルブ
２７を閉じ、エアの供給を停止してエジェクタ２２によ
る減圧を停止する。 （３）脱気処理が進むにつれて、バキュームスイッチ２
９のゲージの値が大気圧に近づく。このゲージの値が下
限（例えば−１００ｍｍＨｇ）より大気圧側に上昇した
ときに、ソレノイドバルブ２７を開き、再びエジェクタ
２２を駆動させてバキュームスイッチ２９のゲージが上
限に至るまで減圧を行う。

【００１９】その後は、（２）および（３）の操作を繰
り返す。なお、上記操作は所定の制御手段を用いて行う
ことが好ましい。この操作において、漏洩した現像液は
トラップタンク２１に収容される。センサ２３が液面を
検知し、所定の液面に達したときに、ソレノイドバルブ
２５を閉じる。このとき、ソレノイドバルブ２７を閉じ
ることにより、エジェクタ２２は駆動しない。このよう
に、トラップタンク２１に収容した漏洩現像液が所定量
に達したときには、脱気処理を停止して、トラップタン
ク２１から漏洩現像液を排出させ、ソレノイドバルブ２
５を開き、ソレノイドバルブ２７を開いてエジェクタ２
２を駆動させて再び脱気処理を行う。

【００２０】このような真空系は、脱気処理時に現像液
成分（ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオ
キサイド））等が混入しても、現像液排出系に接続して
いるため、外部に影響を及ぼすことはない。

【００２１】別の真空系としては、図３に示すように、
脱気処理の際に漏洩した現像液を収容するトラップタン
ク２１と、減圧手段である真空ポンプ３０とから主に構
成されている。トラップタンク２１には、収容した現像
液を液面を検知するセンサ２３が取り付けられている。
トラップタンク２１と真空ポンプ３０との間には、トラ
ップタンク２１側からストップバルブ２４、ソレノイド
バルブ２５が順次設けられている。また、現像液脱気装
置１０ａ，１０ｂには、バキュームスイッチ２９が取り
付けられている。このバキュームスイッチ２９には、ゲ
ージが取り付けられている。

【００２２】上記構成を有する真空系において現像液の
脱気処理を行う場合、以下の操作を行う。 （１）ソレノイドバルブ２５は通常状態で開いておく。
この状態で真空ポンプ３０を用いて減圧する。この減圧
は、バキュームスイッチ２９のゲージで上限（例えば−
７６０ｍｍＨｇ）に至るまで行う。 （２）減圧が上限に到達したときに、真空ポンプ３０を
停止して減圧を停止する。 （３）（２）の状態において、脱気処理が進むにつれ
て、バキュームスイッチ２９のゲージの値が大気圧に近
づく。このゲージの値が下限（例えば−１００ｍｍＨ
ｇ）より大気圧側に上昇したときに、真空ポンプ３０を
作動させ、再びバキュームスイッチ２９のゲージで上限
（例えば−７６０ｍｍＨｇ）に至るまで減圧を行う。

【００２３】その後は、（２）および（３）の操作を繰
り返す。なお、上記操作は所定の制御手段を用いて行う
ことが好ましい。この操作において、漏洩した現像液は
トラップタンク２１に収容される。センサ２３が液面を
検知し、所定の液面に達したときに、ソレノイドバルブ
２５を閉じる。このとき、真空ポンプ３０を停止する。
このように、トラップタンク２１に収容した漏洩現像液
が所定量に達したときには、脱気処理を停止して、トラ
ップタンク２１から漏洩現像液を排出させ、ソレノイド
バルブ２５を開き、真空ポンプ３０を作動させて再び脱
気処理を行う。

【００２４】このような真空系は、高真空を実現できる
ので、効率良く脱気処理を行うことができ、現像液に含
まれる気体成分を充分に除去することができる。したが
って、欠陥のない現像処理を行うことができる。

【００２５】次に、ノズル１２について説明する。この
ノズル１２は、図４およびそのＶ−Ｖ線に沿う断面図で
ある図５に示すように、側壁３１および底壁３２によっ
て規定される現像液収容室３３を有している。収容室３
３の上部開口は、蓋部材３４により閉塞されており、蓋
部材３４と側壁３１との間はパッキン３５でシールされ
ている。蓋部材３４には、２カ所に現像液供給管３７が
設けられており、配管５ａおよび５ｂを通って送られて
きた現像液２が２つの供給管３７を介して現像液収容室
３３内に供給され、その中に収容される。底壁３２に
は、その長手方向に沿って複数の液吐出孔３８が形成さ
れており、この液吐出孔３８から現像液２が半導体ウエ
ハＷ上に供給される。そして、このノズル１２の水平方
向の長さは、半導体ウエハＷの直径とほぼ一致してい
る。

【００２６】実際に、このノズル１２から現像液２を半
導体ウエハＷに供給する際には、まず、圧送ガスである
Ｎ₂ ガスを配管４を介してタンク１に導入し、タンク１
内に収容された現像液２を供給ラインに通液する。ま
た、このとき、エアオペレションバルブ１１ａ，１１ｂ
を閉じる。

【００２７】次いで、現像液脱気装置１０ａ，１０ｂに
おいて、現像液中の気体成分を充分に除去すると共に、
現像液の濃度が大きく変化しないような条件で現像液２
に脱気処理を施す。

【００２８】次いで、現像液脱気装置１０ａ，１０ｂと
ノズル１２との間の供給ラインの現像液を脱気処理され
た現像液に置換する。これは、エアオペレションバルブ
１１ａ，１１ｂを開いて現像液脱気装置１０ａ，１０ｂ
とノズル１２との間の供給ライン中の現像液全量（脱気
処理が施されていない現像液）を吐出することにより行
う。例えば、供給ライン中の現像液全量が、現像液脱気
装置１０ａ，１０ｂとエアオペレションバルブ１１ａ，
１１ｂとの間の配管中に１ｃｃ、エアオペレションバル
ブ１１ａ，１１ｂ中に１ｃｃ、エアオペレションバルブ
１１ａ，１１ｂとノズル１２との間の配管中に１８ｃ
ｃ、およびノズル１２中に８０ｃｃの計１００ｃｃ（２
ライン合計）である場合には、１００ｃｃを吐出するこ
とにより脱気処理された現像液に置換する。その後、エ
アオペレションバルブ１１ａ，１１ｂを閉じる。

【００２９】次いで、図６に示すように、ノズル１２を
ウエハＷの中央上方に位置させ、図５に示す位置関係に
なるように、ウエハＷに対してノズル１２を相対的に上
下動させる。次いで、エアオペレションバルブ１１ａ，
１１ｂを開いてノズル１２の液吐出孔３８からウエハＷ
の中心位置上に脱気処理された現像液を０．３〜０．５
秒吐出させる。これにより、ウエハＷ表面とノズル１２
との間に脱気処理された現像液の液膜が形成された状態
となる。なお、現像液の吐出量は、脱気処理された現像
液の量よりも少なく設定することが好ましい。また、反
対に、脱気処理する現像液の量は、１回の吐出量よりも
多く設定することが好ましい。

【００３０】次いで、この状態でモータ１５によりウエ
ハＷを例えば矢印Ａ方向に１／２回転させる。これによ
り、現像液がウエハＷの回転で押し広げられることによ
り、ウエハＷ表面上に脱気処理された現像液の液膜が形
成され、ウエハＷ上にあらかじめ形成されたレジスト膜
上に均一に脱気処理された現像液が行きわたる。その
後、エアオペレションバルブ１１ａ，１１ｂを閉じる。
これにより、脱気処理された現像液により現像処理が行
われる。

【００３１】現像処理においては、脱気処理により充分
に気体成分が除去された現像液を用いているので、現像
液に含まれる気体成分に起因する現像欠陥が防止され
る。また、前記脱気処理の条件は、現像液の濃度が大き
く変化しないような条件であるので、現像液の水分が蒸
発することによる現像液の濃度変化に起因する現像欠陥
も防止される。

【００３２】上記現像処理において、供給ラインのクリ
ーニングのために、処理ロットの最初や、所定時間毎、
例えば３０分毎にダミーディスペンスを行うことが好ま
しい。ダミーディスペンスの量は、クリーニング効果を
考慮すると、少なくとも１回の吐出量以上、１００〜２
００ｃｃにすることが好ましい。例えば、上記の例によ
れば、ダミーディスペンスの量は、少なくとも通常の吐
出量５０ｃｃ＋脱気処理する量１００ｃｃ＝１５０ｃｃ
に設定する。

【００３３】本発明の現像処理装置によれば、脱気処理
において真空系に現像液が混入してもプロセスに影響を
及ぼさないか、真空系に現像液が混入することを防止す
ることができる。また、この脱気装置によれば、高真空
で脱気処理を行うことができるので、効率良く現像液の
脱気処理を行うことができ、欠陥のない現像処理を行う
ことができる。

【００３４】また、ノズルも上記構造のものに限らず、
図７に示すようなストリームノズル４１であってもよい
し、図８に示すようにノズル本体４２に複数のノズル４
３が設けられたマルチノズルタイプであってもよい。こ
れらはいずれも被処理体としての半導体ウエハＷを回転
させつつ、ノズルを直線的に（水平方向に、図中矢印Ｂ
方向に）移動させる。

【００３５】実際に、ストリームノズル４１やマルチノ
ズルを用いて現像液２を半導体ウエハＷに供給する際に
は、上記の場合と同様にして、Ｎ₂ ガスを配管４を介し
てタンク１に導入し、タンク１内に収容された現像液２
を供給ラインに通液し、エアオペレションバルブ１１
ａ，１１ｂを閉じる。

【００３６】次いで、現像液脱気装置１０ａ，１０ｂに
おいて、現像液中の気体成分を充分に除去すると共に、
現像液の濃度が大きく変化しないような条件で現像液２
に脱気処理を施す。

【００３７】次いで、上記同様にして、現像液脱気装置
１０ａ，１０ｂとノズル１２との間の供給ラインの現像
液を脱気処理された現像液に置換する。これは、エアオ
ペレションバルブ１１ａ，１１ｂを開いて現像液脱気装
置１０ａ，１０ｂとノズル１２との間の供給ライン中の
現像液全量（脱気処理が施されていない現像液）を吐出
することにより行う。その後、エアオペレションバルブ
１１ａ，１１ｂを閉じる。

【００３８】次いで、図７および図８に示すように、ノ
ズルをウエハＷ外の上方に位置させる。次いで、エアオ
ペレションバルブ１１ａ，１１ｂを開いてノズル１２の
液吐出孔３８からウエハＷの中心位置上に脱気処理され
た現像液を吐出させる。現像液を吐出させた状態でモー
タ１５によりウエハＷを回転させる。ノズルをウエハＷ
に対して相対的に往復移動させる（図中矢印Ｂ方向、ウ
エハＷの外周部〜中心部〜外周部）。なお、現像液の吐
出量は、脱気処理された現像液の量よりも少なく設定す
ることが好ましい。また、反対に、脱気処理する現像液
の量は、１回の吐出量よりも多く設定することが好まし
い。

【００３９】その後、エアオペレションバルブ１１ａ，
１１ｂを閉じる。これにより、脱気処理された現像液に
より現像処理が行われる。この現像処理においても、脱
気処理において真空系に現像液が混入してもプロセスに
影響を及ぼさないか、真空系に現像液が混入することを
防止することができる。また、この脱気装置によれば、
高真空で脱気処理を行うことができるので、効率良く現
像液の脱気処理を行うことができ、欠陥のない現像処理
を行うことができる。

【００４０】上記実施形態において、気体成分とは、処
理液中に溶存する気体と、処理液が気泡として巻き込む
気体とを含む意味である。なお、上記実施形態では被処
理体として半導体ウエハを用いた例を示したが、これに
限らず、被処理体として例えばＬＣＤ基板を用いても良
い。また、上記実施形態では処理液として現像液を用い
た例を示したが、これに限らず、処理液として例えばレ
ジスト液、沸点が異なる複数の成分を含む処理液、また
は洗浄液等を用いても良い。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形することが可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のレジスト処
理方法は、処理液を収容する処理液収容部材と、前記処
理液を前記被処理体上に供給する処理液供給手段と、前
記処理液収容部材と前記処理液供給手段との間の処理液
供給経路に設けられ、前記処理液に脱気処理を施す脱気
手段とを具備し、前記脱気手段は、前記処理液に脱気処
理を施す際に漏洩した処理液を収容するトラップタンク
を含むので、処理液の脱気処理において真空系に混入し
た処理液を効率良く除去して、良好に処理液の脱気処理
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる現像処理装置を説明するための
模式図。

【図２】本発明にかかる現像処理装置における現像液脱
気装置の一例を説明するための模式図。

【図３】本発明にかかる現像処理装置における現像液脱
気装置の他の例を説明するための模式図。

【図４】本発明にかかる現像処理装置におけるノズルの
構造を示す断面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。

【図６】ノズル１２の現像処理液供給動作を説明するた
めの図。

【図７】本発明のレジスト処理装置に用いられるノズル
の他の例を示す図。

【図８】本発明のレジスト処理装置に用いられるノズル
の他の例を示す図。

【符号の説明】

１…タンク、２…現像液、３…ガスボンベ、４，５，５
ａ，５ｂ…配管、６…中間タンク、７ａ，７ｂ…フロー
メーター、８ａ，８ｂ…フィルター、９ａ，９ｂ…ウォ
ータージャケット、１０ａ，１０ｂ…現像液脱気装置、
１１ａ，１１ｂ…エアオペレションバルブ、１２，４３
…ノズル、１３…現像部、１４…チャック、１５…モー
タ、１６…カップ、２１…トラップタンク、２２…エジ
ェクタ、２３…センサ、２４…ストップバルブ、２５，
２７…ソレノイドバルブ、２６…レギュレータ、２８…
ゲージ、２９…バキュームスイッチ、３０…真空ポン
プ、３１…側壁、３２…底壁、３３…現像液収容室、３
４…蓋部材、３５…パッキン、３７…現像液供給管、３
８…液吐出孔、４１…ストリームノズル、４２…ノズル
本体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体にレジスト処理を施す装置であ
   って、処理液を収容する処理液収容部材と、前記処理液
   を前記被処理体上に供給する処理液供給手段と、前記処
   理液収容部材と前記処理液供給手段との間の処理液供給
   経路に設けられ、前記処理液に脱気処理を施す脱気手段
   とを具備し、前記脱気手段は、前記処理液に脱気処理を
   施す際に漏洩した処理液を収容するトラップタンクを含
   むことを特徴とするレジスト処理装置。
2. 【請求項２】 前記脱気手段の減圧手段は、別ラインに
   流体を通流させ、その流れを利用して減圧させるエジェ
   クタ方式を用いた手段である請求項１記載のレジスト処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記脱気手段の減圧手段が真空ポンプで
   ある請求項１記載のレジスト処理装置。